Методика "чтения мыслей" позволила полностью парализованным пациентам ответить на вопросы

Парализованные люди с синдромом запертого человека смогли пообщаться со своими родственниками благодаря технологии "интерфейс-компьютер", которая учится считывать активность мозга и распознавать мысли людей. В данном случае речь не идёт о каких-то сложных мыслях, система довольствуется ответами "да" и "нет". Новый метод является неинвазивным, то есть для сбора данных учёным не нужно проникать через кожу или слизистые оболочки.

Поясним. Полностью парализованные пациенты порой могут двигать глазами и моргать (такое состояние классифицируется как синдром запертого человека). В этом случае реакцию человека на внешние раздражители зафиксировать проще. Но бывают ситуации, когда понять, цело ли сознание, гораздо сложнее: происходит это, как правило, если пациентом утрачивается и контроль за движением глаз. Такое состояние называется синдромом полностью запертого человека (completely locked-in syndrome). В исследовании участвовали люди именно с последним диагнозом.

Всем четверым людям, которые участвовали в работе, был поставлен одинаковый диагноз боковой амиотрофический склероз (БАС). Это дегенеративное заболевание центральной нервной системы, при котором происходит поражение и верхних, и нижних двигательных нейронов. Всё это приводит к параличам и последующей атрофии мышц. Иными словами, люди перестают контролировать собственную мускулатуру.

В исследовании четверым пациентам задавались вопросы, на которые требовалось давать (продумывать) односложные ответы ("да" или "нет"). Неинвазивный интерфейс "мозг-компьютер" помогал учёным расшифровывать ответы, измеряя изменение содержание кислорода в крови, циркулирующей в мозге.

Естественно, ранее никто не мог поговорить с людьми с синдромом полностью запертого человека (за исключением некоторых учёных, которые занимаются изучением этого состояния). Не могли окружающие узнать, чего парализованные люди хотят и о чём думают. "Давно предполагается, что одно из худших состояний человека – это быть отрезанным от общения", — говорит Нильс Бирбаумер (Niels Birbaumer) из Центра Висса в Женеве.

Исследователи из Швейцарии пробовали исправить ситуацию для таких пациентов. Бирбаумер и его коллеги для создания своего интерфейса "мозг-компьютер" соединили два устройства, которые фиксируют мозговую активность. Первым стал аппарат, который проводит спектроскопию в ближней инфракрасной области (NIRS). Одговременно учёные использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ) для записи мозговых волн, чтобы понимать, спит человек или нет. (Кстати, ранее ЭЭГ-технология позволила людям управлять роборукой одной лишь силой мысли).

Фото с сайта wysscenter.ch.

Иными словами, новый интерфейс "мозг-компьютер" измеряет уровень кислорода в крови и электрическую активность в мозге.

Специалисты обучали компьютерный алгоритм распознавать по активности мозга ответы "да" и "нет", задавая пациентам простые вопросы, ответы на которые были известны членам их семей. По словам одного из участников исследовательской группы Уддвал Чоудхари (Ujwal Chaudhary) из Тюбингенского университета, они могли спросить людей: "Ваше имя Алан?" или "Вы прыгали с парашютом в прошлом?".

У учёных ушло примерно три недели на то, чтобы "обучить" интерфейс фиксировать "да" и "нет" с 70-процентной точностью. После чего они начали общаться с пациентами с БАС на другие темы. Специалисты задавали им различные вопросы. "Мы могли спросить их, испытывают ли они боль, хотели бы они посетить определённое место или встретить определённого человека", — рассказывает Чоудхари.

Каждый вопрос задавался по десять раз. Если устройство фиксировало ответ "да" семь раз и более, то они принимали его как верный ответ. "Одна из наших пациенток – молодая девушка. Ей всего лишь 23 года, — говорит Бирбаумер. – Она сказала нам, что хотела бы увидеть Нью-Йорк, так что теперь её семья готовится к совместной поездке. Другая женщина хотела бы навестить брата в Испании".

Кроме того, эксперты использовали свой метод, чтобы спросить четырёх людей, счастливы ли они. "И все они ответили, что жизнь прекрасна", — говорит Бирбаумер.

Многие люди, включая некоторых врачей, предполагают, что парализованные люди имеют низкое качество жизни. Бирбаумер добавляет, что, судя по его опыту, это не так.

Также некоторые исследования показывают, что "запертые" люди не способны испытывать негативные эмоции, говорит Чоудхари. "Они обрабатывают только лишь положительные эмоции, а если так происходит, то человек остаётся счастливым всё время. Мы не знаем, почему так происходит, но, скорее всего, таким образом мозг человека пытается защитить себя".

Кстати, люди также спрашивали своих родственников с БАС о том, как лучше поступить. Например, у одного человека попросили благословления на брак его внучки с её парнем. "Восемь раз его ответ был отрицательным", — добавляет Чоудхари.

Отмечается, что восстановление способности к общению у больных с полным синдромом запертого человека — это важнейший шаг на пути к восстановлению двигательных функций. "Наш центр планирует разработать клинически полезную технологию, которая поможет людям с параличом, вызванным БАС, инсультом или повреждением спинного нерва", — говорит директор центра Висса Джон Донохью (John Donoghue).

Исследование, в котором описывается новая методика, опубликовано в научном издании Plos Biology.

Добавим, что проект "Вести.Наука" также сообщал о том, что беспроводные имплантаты обманули рефлексы и позволили парализованным макакам вновь начать ходить. Также парализованный человек впервые вновь почувствовал прикосновение благодаря роборуке. А ещё мы рассказывали о нейроинтерфейсах и технологиях VR, которые помогли парализованным людям сделать первые шаги после травмы.